Los reguladores de voltaje son circuitos integrados diseñados para regular la tensión en su entrada hasta una tensión constante y fija en su salida. Independientemente de los cambios en la corriente de carga o en la tensión de entrada.
Los dispositivos electrónicos suelen estar formados por diversos componentes electrónicos que a veces funcionan a diferentes niveles de tensión. Por ello, para satisfacer de forma fiable los requisitos de alimentación de un diseño concreto o de los distintos componentes de este; se suelen emplear reguladores de tensión en la fuente de alimentación para regular la tensión de la fuente principal a la necesaria en las distintas secciones del dispositivo como un supresor de picos de voltaje.
Diseño de una fuente de alimentación
Al diseñar la fuente de alimentación de cualquier dispositivo, siempre hay que tomar un montón de decisiones. Una de esas decisiones, aunque difícil, es la elección de los reguladores de tensión. Ya que vienen en diferentes “formas y tamaños” con diferentes “campanas y silbatos” que los hacen una gran elección cuando se utilizan en un circuito, pero un desastre en otros circuitos.
Por ello, para seleccionar el regulador de voltaje adecuado para tu proyecto (y sus limitaciones) es necesario conocer a fondo las opciones, y el artículo de hoy se centrará precisamente en eso. Evaluaremos los diferentes tipos de reguladores de tensión, sus principios de funcionamiento y cuándo tiene sentido utilizar uno sobre otro.
Los reguladores de voltaje lineales utilizan los principios de los divisores de tensión para transformar la tensión en su entrada a la tensión deseada en su salida. Emplean un bucle de retroalimentación que varía automáticamente la resistencia del sistema para contrarrestar el efecto de las variaciones en la impedancia de la carga y la tensión de entrada, todo ello para garantizar que la tensión de salida se mantenga constante.
Implementaciones típicas de la regulación de voltaje
Las implementaciones típicas de los reguladores de voltaje lineales implican el uso de FETs como un lado de un divisor de tensión con un bucle de retroalimentación conectado a la puerta del transistor, conduciéndolo según sea necesario para asegurar la consistencia de la tensión de salida.
Aunque este uso de los transistores como resistencias ayuda a simplificar el diseño y la implementación de los reguladores lineales, contribuye en gran medida a la ineficiencia asociada a los reguladores. La razón es que los transistores convierten el exceso de energía eléctrica (diferencia de tensión entre la tensión de entrada y la de salida) en calor. Lo que provoca una pérdida de potencia como resultado del calentamiento de los transistores.
En situaciones en las que el voltaje en la entrada o la corriente de carga en la salida son demasiado elevadas. Los reguladores podrían generar niveles de calor que podrían provocar su rotura. Para mitigar esto, los diseñadores suelen emplear disipadores de calor cuyo tamaño viene determinado por la cantidad de corriente (potencia) que va a pasar por el regulador.
